DE10261365B4 - Optoelectronic component with a plurality of radiation-emitting semiconductor chips - Google Patents
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Abstract
Optoelektronisches
Bauelement mit
– einer
Mehrzahl von strahlungsemittierenden Halbleiterchips (4a, 4b, 4c),
und
– einem
Trägerkörper (1),
auf dem die Halbleiterchips (4a, 4b, 4c) benachbart zu einander
angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
– zwei Halbleiterchips
(4a, 4b) W-Strahlung in zwei voneinander unterschiedlichen Emissionsbereichen
emittieren, wobei jeder der beiden Halbleiterchips (4a, 4b) mit
einem Lumineszenz-Konversionselement (5a, 5b) versehen ist, und
– jedes
Lumineszenz-Konversionselement (5a, 5b) so ausgewählt ist,
dass es nicht durch die von einem benachbarten Halbleiterchip (4a,
4b, 4c) emittierte Strahlung angeregt wird, zu leuchten.Optoelectronic component with
A plurality of radiation-emitting semiconductor chips (4a, 4b, 4c), and
- A support body (1) on which the semiconductor chips (4a, 4b, 4c) are arranged adjacent to each other, characterized in that
- Two semiconductor chips (4a, 4b) emit W radiation in two mutually different emission regions, each of the two semiconductor chips (4a, 4b) is provided with a luminescence conversion element (5a, 5b), and
- Each luminescence conversion element (5a, 5b) is selected so that it is not excited by the radiation emitted by an adjacent semiconductor chip (4a, 4b, 4c) radiation to shine.
Description
Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement mit einer Mehrzahl von strahlungsemittierenden Halbleiterchips und einem Trägerkörper, auf dem die Halbleiterchips benachbart zueinander angeordnet sind. Sie betrifft insbesondere ein optoelektronisches Bauelement der eingangs genannten Art, das oberflächenmontierbar ist und für die Erzeugung von weißem oder farbigem Mischlicht geeignet ist.The The invention relates to an optoelectronic component having a plurality of radiation-emitting semiconductor chips and a carrier body the semiconductor chips are arranged adjacent to each other. she in particular concerns an optoelectronic component of the beginning mentioned type, the surface mountable is and for the production of white or colored mixed light is suitable.
Zur Erzeugung von weißem oder anderem mischfarbigem Licht werden bisher sogenannte Multi-LEDs und herkömmliche mit Leuchtstoff versehene Einzelchip-LEDs eingesetzt. Beispielsweise kann durch eine Mischung von Rot- und Grünleuchtstoffen die von einem blauen Halbleiterchip emittierte Strahlung teilweise in rotes und grünes Licht umgewandelt werden, so dass insgesamt weißes Licht entsteht.to Generation of white or other mixed-color light so far become so-called multi-LEDs and conventional with phosphor provided single chip LEDs used. For example can by a mixture of red and green phosphors of a blue semiconductor chip emitted radiation partly in red and green Light are converted so that overall white light is created.
Die
Anordnung von mehreren LED-Chips in einem Gehäusekörper ist bereits aus einer
Reihe von Druckschriften bekannt. Zum Beispiel wird in der
Ein besonderes Problem einer solchen Halbleitervorrichtung besteht darin, dass die verschiedenen Chiptechnologien für die unterschiedlichen Farben eine technisch aufwändige Spannungsversorgung erfordern. Ein weiterer Nachteil ist die Absorption von Strahlung des blauen Halbleiterchips durch die benachbarten Halbleiterchips. Aufgrund eines dadurch reduzierten Blauanteils des gesamten emittierten Lichts kann bei der Erzeugung weißen Lichts entweder ein grünlicher oder gelblicher Farbeindruck entstehen.One particular problem of such a semiconductor device is that the different chip technologies for the different colors a technically complex Require power supply. Another disadvantage is the absorption radiation of the blue semiconductor chip through the adjacent ones Semiconductor chips. Due to a reduced blue content of the total emitted light may be in the generation of white light either a greenish one or yellowish color impression arise.
Diesem Problem kann beispielsweise durch die Anordnung einer reflektierenden Zwischenwand zwischen jeweils zwei Halbleiterchips begegnet werden. Diese aus der WO 02/17401 A1 bekannte Maßnahme setzt voraus, dass kein bzw. wenig emittiertes Licht an der Lichtaustrittsfläche reflektiert wird und folglich in den Absorptionsbereich der benachbarten Halbleiterchips kommt. Außerdem benötigen diese Zwischenwände zusätzlichen Platz im für die Halbleiterchips vorgesehenen Montierbereich, was zu einer vergrößerten Bauform führt. Je mehr Halbleiterchips in dem einen Gehäusekörper angeordnet sind, um so mehr Zwischenwände und damit Platz im Bauelement sind nötig.this Problem can be solved, for example, by the arrangement of a reflective Intermediate wall can be met between each two semiconductor chips. This measure known from WO 02/17401 A1 requires that no or little emitted light reflected at the light exit surface and, consequently, in the absorption region of the adjacent semiconductor chips comes. Furthermore need these partitions additional Place in for the semiconductor chips provided Montierbereich, resulting in an enlarged design leads. The more semiconductor chips are arranged in the one housing body, the more so partitions and thus space in the component are necessary.
Die Druckschrift JP 2000/294834 A beschreibt eine Leuchtdiode mit einem Leuchtdiodenchip, der blaues Licht emittiert und einem Leuchtdiodenchip, der grünes Licht emittiert. Der blaues Licht emittierende Leuchtdiodenchip ist von einem Lumineszenzkonversionsmaterial umgeben, das einen Teil des blauen Lichts in rotes Licht konvertiert.The JP 2000/294834 A describes a light emitting diode with a LED chip that emits blue light and a light-emitting diode chip, the green Emitted light. The blue light emitting LED chip is surrounded by a luminescence conversion material, which is a part of blue light converted to red light.
Die Druckschrift WO 97/48138 A2 beschreibt eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Vielzahl gleichartiger Leuchtdiodenchips, die elektromagnetische Strahlung im LTV-Bereich emittieren. Den Leuchtdiodenchips ist jeweils ein Konversionsmaterial nachgeordnet, das die W-Strahlung in sichtbares Licht umwandelt.The Document WO 97/48138 A2 describes a lighting device with a variety of similar LED chips, the electromagnetic Emit radiation in the LTV range. The LED chips are each a conversion material arranged downstream, the W radiation in visible light transforms.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optoelektronisches Bauelement der eingangs genannten Art mit erhöhter Lichtausbeute und verringerte technischen Aufwand zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 9. Erfindungsgemäß weist ein optoelektronisches Bauelement eine Mehrzahl von strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf, die auf einem Trägerkörper benachbart zueinander angeordnet sind. Die Beleuchtungseinrichtung weist zwei Halbleiterchips auf, die UV-Strahlung in zwei voneinander unterschiedlichen Emissionsbereichen emittieren, wobei jeder der beiden Halbleiterchips mit einem Lumineszenzkonversionsmaterial versehen ist.Of the The present invention is based on the object, an optoelectronic Component of the type mentioned with increased light output and reduced to create technical effort. This object is achieved by an optoelectronic component solved with the features of claim 1. Advantageous developments The invention are the subject of the dependent claims 2 to 9. According to the invention an optoelectronic component a plurality of radiation-emitting Semiconductor chips on a support body adjacent to each other are arranged. The illumination device has two semiconductor chips on, the UV radiation in two different emission areas emit each of the two semiconductor chips with a luminescence conversion material is provided.
Jedes Lumineszenz-Konversionselement ist so ausgewählt, dass es im wesentlichen nicht durch die von einem benachbarten Halbleiterchip emittierte Strahlung zum Leuchten angeregt wird. Aufgrund dieser Bedingung wird die gewünschte emittierte Strahlung im wesentlichen nicht von dem Lumineszenz-Konversionselement eines benachbarten Halbleiterchips absor biert. Somit wird das gewünschte weiße bzw. mischfarbige Licht vom Bauelement emittiert und die Effizienz der Umwandlung durch die Lumineszenz-Konversionselemente und damit die Lumineszenz-Effizienz des Bauelements wesentlich gesteigert.each Luminescence conversion element is selected so that it is substantially not by the radiation emitted by a neighboring semiconductor chip is excited to shine. Due to this condition, the desired emitted radiation essentially not of the luminescence conversion element of an adjacent one Semiconductor chips absorb biert. Thus, the desired white or mixed-color light emitted by the device and the efficiency of the conversion by the luminescence conversion elements and thus the luminescence efficiency of the component significantly increased.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden Halbleiterchips eingesetzt, die an sich Strahlung im Emissionsbereich für UV- und blaues Licht erzeugen. In a preferred embodiment Semiconductor chips are used, which in themselves radiation in the emission area for UV and blue light produce.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform emittieren die Halbleiterchips gegebenenfalls einschließlich des jeweils zugehörigen Lumineszenz-Konversionselements in zumindest zwei unterschiedlichen Spektralbereichen des sichtbaren optischen Spektrums. Durch gezielte Ansteuerung der einzelnen Halbleiterchips können unterschiedliche Lichtfarben innerhalb eines großen Farbraumes erzeugt werden.In a further preferred embodiment, the semiconductor chips emit optionally including the respectively associated luminescence conversion element in at least two different spectral regions of the visible optical spectrum. By targeted control of the individual semiconductor chips different light colors can be generated within a large color space.
Vorteilhafterweise ist die Erzeugung von Mischlicht einer vorbestimmten Mischfarbe vorgesehen.advantageously, is the generation of mixed light of a predetermined mixed color intended.
Weiterhin ist vorzugsweise die Erzeugung von weißem oder weitestgehend weißem Licht vorgesehen. Unter weitestgehend weißem Licht wird mischfarbiges Licht verstanden, dessen Farbort sich so nah bei dem Weißpunkt der CIE-Normfarbtafel befindet, dass ein gelbliches, grünliches oder bläuliches Weißlicht oder ein weißlich-violettes Licht erzeugt wird.Farther is preferably the production of white or largely white light intended. Under largely white light becomes mixed-colored Understood light whose color coordinates are so close to the white point of the CIE standard color chart is that a yellowish, greenish or bluish white light or a whitish-purple Light is generated.
Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelement ist, dass durch den Einsatz von lediglich UV-Strahlung emittierenden Halbleiterchips, die jedoch unterschiedliche Emissionsbereiche aufweisen, die Ansteuerung der Halbleiterchips erheblich vereinfacht ist.Advantageous at the optoelectronic according to the invention Component is that by the use of only UV-emitting radiation Semiconductor chips, however, have different emission ranges, the control of the semiconductor chips is considerably simplified.
Beide UV-Strahlung emittierende Halbleiterchips werden mit jeweils einem Lumineszenz-Konversionselement versehen, um die W-Strahlung vom jeweiligen Halbleiterchip in sichtbares Licht umzuwandeln.Both UV radiation emitting semiconductor chips are each with a Luminescence conversion element provided to the W radiation from the respective Convert semiconductor chip into visible light.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht das Lumineszenz-Konversionselement jeweils aus einem strahlungsdurchlässigen Material, in dem eine oder mehrere verschiedene Arten von Leuchtstoffen dispergiert sind. Vorzugsweise ist das strahlungsdurchlässige Material ein Klarharz.In a further preferred embodiment each luminescence conversion element consists of a radiation-transmissive material, in which disperses one or more different types of phosphors are. Preferably, the radiation-transmissive material is a clear resin.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Bauelement mit drei Halbleiterchips bestückt. Die drei Halbleiterchips können eine Kombination von einer blaues Licht emittierenden und W-Strahlung emittierenden Halbleiterchips oder von lediglich W-Strahlung emittierenden Halbleiterchips sein. Die LTV-Strahlung emittierenden Halbleiterchips sind vorzugsweise jeweils mit zumindest einem Lumineszenz-Konversionselement versehen.at a further advantageous embodiment, the device according to the invention with equipped with three semiconductor chips. The three semiconductor chips can a combination of a blue light emitting and a W radiation emitting semiconductor chips or emitting only W radiation Be semiconductor chips. The LTV radiation emitting semiconductor chips are preferably each with at least one luminescence conversion element Mistake.
Bei einer weiteren Ausführungsform werden die Halbleiterchips gegebenenfalls einschließlich des jeweils zugehörigen Lumineszenz-Konversionselements mit einer strahlungsdurchlässigen Platte abgedeckt oder mit einem strahlungsdurchlässigen Material umhüllt. Dadurch werden die Halbleiterchips gegen Verschmutzung und/oder Feuchtigkeit geschützt.at a further embodiment If necessary, the semiconductor chips are including each associated Luminescence conversion element with a radiation-transmissive plate covered or covered with a radiation-transparent material. Thereby The semiconductor chips are protected against dirt and / or moisture protected.
Vorteilhafterweise können lichtstreuende Partikel in einer solchen Umhüllung oder Abdeckplatte integriert sein, um einen einheitlicheren Farbeindruck des erfindungsgemäßen Bauele ments zu erzeugen. Dadurch wird die Erscheinung von einzelnen farbiges Licht emittierenden Halbleiterchips verringert.advantageously, can light-scattering particles integrated in such a cover or cover plate be to a more uniform color impression of the invention compo element to create. This makes the appearance of individual colored Reduced light emitting semiconductor chips.
Weitere
Merkmale, Vorteile und Zweckmäßigkeiten
ergeben sich aus den beiden nachfolgend in Verbindung mit den
Es zeigen:It demonstrate:
Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Zum besseren Verständnis sind die Ausführungsbeispiele in den Figuren nicht maßstabsgerecht dargestellt.Same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals in the figures Mistake. For better understanding are the embodiments not shown to scale in the figures.
Das
in
Die
Lumineszenz-Konversionselemente
Das
Bauelement ist durch eine strahlungsdurchlässige Abdeckplatte
In
Der
Halbleiterchip
Vorzugsweise
ist die Vertiefung
Andere
Formen des Lumineszenz-Konversionselements
Durch Kombinationen von verschiedenen Arten von Halbleiterchips und/oder Leuchtstoffen können auf einfache Weise LED-Bauelemente unterschiedlicher Mischfarben erzeugt werden. Die erfindungsgemäßen Bauelemente können ohne oder nur mit geringer Umstellung in den existierenden Anlagen hergestellt werden.By Combinations of different types of semiconductor chips and / or Phosphors can in a simple way LED components different mixed colors are generated. The components of the invention can with little or no change in the existing facilities getting produced.
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